So erstellen Sie eine Leiterplatte (mit Bildern)

2024 Autor: Jason Gerald | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-16 11:03

Sie haben also die Schaltung entworfen und sie ist einsatzbereit. Sie haben die Hilfe der Computersimulation verwendet und die Schaltung funktioniert großartig. Es bleibt nur eines übrig! Sie müssen eine Leiterplatte bauen, damit Sie sie in Aktion sehen können! Egal, ob Ihre Schaltung ein Projekt für Ihre Schule/Hochschule oder ein fertiges Elektronikteil eines professionellen Produkts für Ihr Unternehmen ist, das Aufbringen Ihrer Schaltung auf eine Leiterplatte verleiht ihr ein viel besseres Aussehen und gibt Ihnen eine Vorstellung davon, wie das Endprodukt wird aussehen!

Dieser Artikel zeigt Ihnen die verschiedenen Möglichkeiten, wie Sie eine Leiterplatte (PCB) für eine elektrische/elektronische Schaltung mit verschiedenen Methoden erstellen können, die für kleine bis große Schaltungen geeignet sind.

Schritt

Schritt 1. Wählen Sie eine Methode zur Herstellung der Leiterplatte

Ihre Wahl hängt in der Regel von der Verfügbarkeit der für das Verfahren benötigten Materialien, der technischen Schwierigkeit des Verfahrens oder der Qualität der Leiterplatte ab, die Sie erhalten möchten. Dies ist eine kurze Zusammenfassung der verschiedenen Methoden und ihrer Hauptmerkmale, die Ihnen bei der Entscheidung helfen:

1. Säureätzverfahren: Dieses Verfahren erfordert ein sehr hohes Maß an Sicherheit, die Verfügbarkeit vieler Materialien, wie zum Beispiel das Ätzen, und der Prozess ist ziemlich langsam. Die Qualität der Leiterplatte, die Sie erhalten, variiert je nach verwendetem Material, aber im Allgemeinen ist es eine gute Möglichkeit, die Schaltungskomplexität von einfach bis mittel zu skalieren. Schaltungen, die aus engeren Pfaden und dünneren Drähten bestehen, verwenden normalerweise die andere Methode.
2. UV-Ätzmethode: Diese Methode wird verwendet, um Ihr PCB-Layout auf die Leiterplatte zu übertragen und erfordert teurere Materialien, die wahrscheinlich nirgendwo anders erhältlich sind. Die Schritte sind jedoch relativ einfach und können zu feineren und komplizierteren Schaltungslayouts führen.
3. Mechanisches Ätz-/Tracing-Verfahren: Dieses Verfahren erfordert spezielle Maschinen, die mechanisch nicht benötigtes Kupfer von der Platine ätzen oder leere Trennpfade zwischen den Drähten erzeugen. Dies kann eine teure Methode sein, wenn Sie vorhaben, eine dieser Maschinen zu kaufen, und normalerweise erfordert die Miete die Verfügbarkeit einer Reparaturwerkstatt in der Nähe. Diese Methode ist jedoch gut, wenn Sie eine große Anzahl von Schaltungskopien erstellen müssen und auch eine glatte Leiterplatte herstellen können.

4. Laserätzverfahren: Dies ist normalerweise in Unternehmen mit großer Produktionskapazität zu finden, kann aber auch an einigen Universitäten gefunden werden. Das Konzept ähnelt dem mechanischen Ätzen, außer dass ein LASER-Strahl verwendet wird, um die Platine zu ätzen. Normalerweise ist es schwierig, eine solche Maschine zu bekommen, aber wenn Ihre örtliche Universität zu den Glücklichen gehört, die eine haben, können Sie ihre Einrichtungen nutzen, wenn sie es zulassen.

   

   Schritt 2. Erstellen Sie ein PCB-Layout Ihrer Schaltung

   Dies geschieht normalerweise durch die Umwandlung Ihres Schaltplans Ihrer Schaltung in ein PCB-Layout mit der PCB-Layout-Builder-Software. Zur Erstellung und Gestaltung von PCB-Layouts gibt es viele Open-Source-Softwarepakete, von denen einige hier zur ersten Information aufgeführt sind:

   • PCB
   • Flüssiges PCB
   • Abkürzung

   

   Schritt 3. Stellen Sie sicher, dass Sie alle erforderlichen Materialien basierend auf der von Ihnen gewählten Methode gesammelt haben

   Schritt 4. Zeichnen Sie ein Schaltungslayout auf einer kupferplattierten Platine

   Dies ist nur auf den ersten beiden Wegen möglich. Weitere Details finden Sie im Detailabschnitt der von Ihnen gewählten Methode.

   

   Schritt 5. Ätzen Sie die Platine

   Sehen Sie sich den Abschnitt mit den Details an, um zu erfahren, wie Sie eine Platine ätzen. Dieser Prozess dient dazu, nicht benötigtes Kupfer von der Platine, dem Layout der endgültigen Schaltung, zu entfernen.

   

   Schritt 6. Bohren Sie die Befestigungspunkte

   Bei den verwendeten Bohrmaschinen handelt es sich in der Regel um speziell dafür konstruierte Sondermaschinen. Mit ein paar Anpassungen funktioniert jedoch eine gewöhnliche Bohrmaschine zu Hause.

   

   Schritt 7. Installieren und löten Sie die elektronischen Komponenten auf der Platine

   Methode 1 von 2: Spezifische Schritte zum Säureätzen

   

   Schritt 1. Wählen Sie Ihre Ätzsäure

   Eisenchlorid ist eine gängige Wahl für ein Ätzmittel. Sie können jedoch Ammoniumpersulfatkristalle oder andere chemische Lösungen verwenden. Unabhängig von der Wahl des chemischen Ätzmittels handelt es sich immer um ein gefährliches Material. Daher sollten Sie zusätzlich zu den in diesem Artikel erwähnten allgemeinen Sicherheitsvorkehrungen auch die anderen mit dem Ätzer gelieferten Sicherheitsvorkehrungen lesen und befolgen.

   

   Schritt 2. Beschreiben Sie das PCB-Layout

   Zum Säureätzen müssen Sie die Schaltung mit einem Anti-Etc zeichnen. Für diesen speziellen Zweck können leicht benutzerdefinierte Markierungen gefunden werden, wenn Sie sie von Hand zeichnen möchten (nicht für mittlere bis große Schaltungen geeignet). Am häufigsten werden jedoch Laserdrucktinten verwendet. Die Schritte zur Verwendung eines Laserdruckers zur Veranschaulichung eines Schaltungslayouts sind wie folgt:

   1. Drucken Sie das PCB-Layout auf einem Hochglanzpapier. Sie sollten vorher sicherstellen, dass die Schaltung gespiegelt ist (die meisten PCB-Layout-Programme haben dies zum Zeitpunkt des Drucks als Option). Es funktioniert nur mit einem Laserdrucker.
   2. Legen Sie die glänzende Seite mit dem Druck oben auf das Kupfer.
   3. Bügeln Sie das Papier mit einem normalen Bügeleisen. Die dafür benötigte Zeit hängt von der verwendeten Papier- und Tintensorte ab.
   4. Weichen Sie Karton und Papier einige Minuten (bis zu 10 Minuten) in heißem Wasser ein.

   5. Entfernen Sie das Papier. Wenn bestimmte Bereiche schwer zu entfernen scheinen, kannst du versuchen, sie länger einzuweichen. Wenn alles gut geht, sollten Sie eine Kupferplatine mit Ihrer Leiterplattenhalterung und Signalleitungen haben, die in schwarzer Laserdruckertinte gezeichnet sind.

      

      Schritt 3. Bereiten Sie die Ätzsäure vor

      Je nach gewählter Ätzsäure kann es zusätzliche Hinweise geben. Beispielsweise müssen einige kristallisierte Säurearten zuerst in heißem Wasser gelöst werden, es sind jedoch auch andere gebrauchsfertige Ätzmittel erhältlich.

      

      Schritt 4. Tränken Sie das Brett in Säure

      

      Schritt 5. Achten Sie darauf, es alle 3-5 Minuten umzurühren

      

      Schritt 6. Nehmen Sie die Platine heraus und waschen Sie sie, bis das gesamte nicht benötigte Kupfer von der Platine entfernt ist

      

      Schritt 7. Entfernen Sie das verwendete Bildisoliermaterial

      Für fast alle Arten von Bildisolationsmaterialien, die beim PCB-Layout-Zeichnen verwendet werden, stehen spezielle Lösungsmittel zur Verfügung. Wenn Sie diese Materialien jedoch nicht in die Hände bekommen, können Sie immer Sandpapier (die glatte Art) verwenden.

      Methode 2 von 2: Spezifische Schritte für die Transposition mit Ultra-Violet

      Schritt 1. Um diese Methode anzuwenden, benötigen Sie eine mit einer lichtempfindlichen Schicht (positiv oder negativ) laminierte Leiterplatte, einen UV-Isolator und eine transparente Folie sowie destilliertes Wasser

      Es besteht die Möglichkeit, dass Sie gebrauchsfertige Leiterplatten (sie sind in der Regel mit einem Stück Nylontuch beschichtet) oder lichtempfindliches Spray zum Auftragen auf die Kupferseite einer normalen leeren Leiterplatte finden. Vergessen Sie nicht, auch einen Photorevelator zu kaufen, der zum Photospray oder der lichtempfindlichen Beschichtung der Leiterplatte passt.

      

      Schritt 2. Zeichnen Sie mit einem Laserdrucker das PCB-Layout auf eine transparente Folie, entweder im Positiv- oder im Negativmodus, entsprechend der lichtempfindlichen Schicht auf der Platine

      

      Schritt 3. Decken Sie die Kupferseite der Platine mit einer bedruckten transparenten Folie ab

      

      Schritt 4. Legen Sie die Platine in die UV-Isolator-Maschine/-Kammer

      Schritt 5. Schalten Sie das UV-Gerät ein

      Diese Maschine bestrahlt Ihr Board für eine bestimmte Zeit mit UV-Licht. Die meisten UV-Isolatoren sind mit einem einstellbaren Timer ausgestattet. Im Allgemeinen sind 15 bis 20 Minuten ausreichend.

      Schritt 6. Wenn Sie fertig sind, entfernen Sie die Platine vom UV-Isolator

      Reinigen Sie die Kupferseite der Platine mit einem Photorevelator, dann waschen Sie die nivellierte Leiterplatte vorsichtig mit destilliertem Wasser, bevor Sie sie in die Säurewäsche geben. Die durch UV-Bestrahlung zerstörten Teile werden mit Säure geätzt.

      Schritt 7. Die weiteren Schritte sind in den spezifischen Schritten für das Säureätzen, Schritte 3 bis 7 beschrieben

      Warnung

      • Wenn Sie das Säureätzverfahren verwenden, müssen Sie die folgenden Vorsichtsmaßnahmen treffen:

        • Lagern Sie Ihre Säure immer an einem kühlen, sicheren Ort. Verwenden Sie einen Behälter aus Glas.
        • Beschriften Sie Ihre Säure und bewahren Sie sie an einem für Kinder unzugänglichen Ort auf.
        • Spülen Sie verbrauchte Säure nicht zu Hause in den Abfluss. Bewahren Sie sie stattdessen auf und bringen Sie sie, wenn Sie genug davon haben, zu einem Recyclingzentrum/einer Sonderabfallentsorgungseinrichtung in Ihrer Nähe.
        • Verwenden Sie Handschuhe und eine Maske, wenn Sie mit Säureätzmitteln arbeiten.
        • Seien Sie vorsichtig beim Mischen und Rühren der Säure. Verwenden Sie keine Gegenstände aus Metall und stellen Sie den Behälter nicht auf die Tischkante.
        • Achten Sie bei der UV-Bestrahlung Ihrer Leiterplatte darauf, dass Sie keinen direkten Sichtkontakt mit dem Teil des Isolators/Raumes haben, der UV-Licht erzeugt, oder verwenden Sie eine spezielle UV-Schutzbrille. Wenn Sie die Platine während des Vorgangs überprüfen müssen, halten Sie die Maschine am besten an, bevor Sie sie öffnen.